کشف حلقه‌های مغناطیسی بزرگ در هاله راه شیری

تعیین کردن ساختار‌های میدان مغناطیسی در مقیاس بزرگی مانند کهکشان راه شیری، طی چندین دهه اخیر یک چالش بزرگ برای بسیاری از ستاره‌شناسان جهان بوده است.

دانشمندان چین در یک پژوهش جدید، حلقه‌های مغناطیسی بزرگی را در هاله کهکشان راه شیری مشاهده کرده‌اند که نقش مهمی در انتشار پرتوهای کیهانی دارند.

به گزارش ایسنا، منشا و تکامل میدان‌های مغناطیسی کیهانی یک پرسش حل‌نشده بلندمدت در حوزه ستاره‌شناسی و اخترفیزیک است و به عنوان یکی از زمینه‌های کلیدی پژوهش برای بسیاری از تلسکوپ‌های رادیویی بزرگ در سطح جهانی، از جمله تلسکوپ در حال ساخت «آرایه کیلومتر مربعی»(SKA) شناخته می‌شود. تعیین کردن ساختارهای میدان مغناطیسی در مقیاس بزرگی مانند کهکشان راه شیری، طی چندین دهه اخیر یک چالش بزرگ برای بسیاری از ستاره‌شناسان جهان بوده است.

به نقل از فیز، دکتر «شو جون»(Xu Jun) و پروفسور «هان جینلین»(Han Jinlin) دانشمندان «رصدخانه ملی نجوم»(NAOC) وابسته به «آکادمی علوم چین»(CAS)، حلقه‌های مغناطیسی بزرگی را در هاله کهکشان راه شیری کشف کرده‌اند که برای انتشار پرتوهای کیهانی مهم هستند و یک محدودیت اساسی را در فرآیندهای فیزیکی رخ‌داده در محیط میان‌ستاره‌ای و منشاء میدان‌های مغناطیسی کیهانی پدید می‌آورند.

جینلین که یک دانشمند برجسته در این حوزه پژوهشی است، در یک پروژه بلندمدت برای اندازه‌گیری قطبش تپ‌اخترها و «اثر فارادی»(Faraday effect) آنها، ساختارهای میدان مغناطیسی را در امتداد بازوهای مارپیچی قرص کهکشانی تشخیص داده است.

جینلین در سال ۱۹۹۷، یک عدم تقارن قابل توجه را از اثر فارادی منابع رادیویی کیهانی با توجه به مختصات کهکشان راه شیری ما پیدا کرد که نشان می‌دهد میدان‌های مغناطیسی هاله راه شیری یک ساختار میدان حلقوی دارند و جهت میدان مغناطیسی در قسمت زیرین و بالای صفحه کهکشانی معکوس است. تعیین کردن اندازه این حلقه‌ها یا قدرت میدان‌های مغناطیسی آنها، در دهه‌های اخیر برای ستاره‌شناسان کار دشواری بوده است.

حدس دانشمندان این بود که عدم تقارن در توزیع اثرات فارادی منابع رادیویی می‌تواند صرفا توسط محیط میان‌ستاره‌ای در مجاورت خورشید ایجاد شده باشد زیرا تپ‌اخترها و برخی از اجرام رادیویی نزدیک که کاملا به خورشید نزدیک هستند، اثرات فارادی را مطابق با عدم تقارن نشان می‌دهند.

نکته کلیدی این بود که مشخص شود آیا میدان‌های مغناطیسی در هاله وسیع کهکشانی، چنین ساختار حلقوی‌شکلی را بیرون از مجاورت خورشید دارند یا خیر. نظر مبتکرانه جینلین در پژوهش جدید این بود که چرخش فارادی را از محیط میان‌ستاره‌ای در مجاورت خورشید می‌توان با بررسی تعدادی از تپ‌اخترها ارزیابی کرد که برخی از آنها اخیرا توسط «تلسکوپ کروی با دیافراگم پانصد متری» یا «فست»(FAST) بررسی شده‌اند.

همه داده‌های بررسی چرخش فارادی در ۳۰ سال گذشته توسط دکتر شو جون جمع‌آوری شده‌اند. دانشمندان با تحلیل داده‌ها دریافتند که عدم تقارن در بررسی‌های چرخش فارادی ناشی از محیط هاله کهکشانی، در سراسر کهکشان راه شیری ما وجود دارد. این بدان معناست که میدان‌های مغناطیسی حلقوی با چنین تقارن عجیبی، اندازه بزرگی دارند و در شعاع ۶۰۰۰ سال نوری تا ۵۰ هزار سال نوری از مرکز کهکشان راه شیری قرار گرفته‌اند.

این پژوهش، درک جدیدی را از فیزیک راه شیری در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد و یک نقطه عطف برای پژوهش در زمینه میدان‌های مغناطیسی کیهانی است.

این پژوهش در «The Astrophysical Journal» به چاپ رسید.